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レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03

オシロスコープとMATLABの連携

レクロイ･ジャパン株式会社プロダクト･マーケティング

辻　嘉樹

レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 2

オシロスコープとMATLAB の連携Step1:　データ・ファイル

• オシロスコープで測定した波形データをメディアに保存して転送

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• データ・フォーマットとしてMATLAB用のものを用意しています。

• 波形データはアスキー形式で　.datファイルとして保存します。



• MATLAB上ではdlmreadコマンドを使って読み取ります。

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オシロスコープとMATLAB の連携Step2:　GP-IB/Ethernetでデータ転送

• オシロスコープで測定した波形データをGP-IB/Ethernet等のインターフェイスで転送



• ActiveXコントロールであるActiveDSOを利用すると、簡単にオシロスコープトの通信ができます。

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• ActiveDSO• レクロイ社が無償で提供する

WINDOWSユーティリティ･プログラムで、オシロスコープとの通信を行うActiveXコントロールです。

• MATALB以外にも、MS-EXCEL、MS-WORD等々ActiveX対応のソフトウェアで使用可能です。


オシロスコープとMATLAB の連携Step3:　Application間通信

• オシロスコープで測定した波形データを同一Windows上のMATLABに直接転送

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• IPアドレスをループバック127.0.0.1に設定する事で同一OS上のオシロスコープのアプリケーションと通信が可能になります。



• また、XstreamDSOのアプリケーション･ソフトウェアは、COMベース(ActiveX)で作られているので、これをActiveXサーバーとしてMATLABから直接通信する事が可能です。

� h = actxserver('LeCroy.WaveMasterApplication');� TimePerPoint = h.Acquisition.Horizontal.TimePerPoint.Value

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オシロスコープとMATLAB の連携Step4:　Application間双方向通信

• オシロスコープで測定した波形データを同一Windows上のMATLABに直接転送


XDEVでは、MATLAB用に入出力変数を自動割り当て

• XDEVでは、自動的にMATLAB上にオシロスコープのデータを入力する変数WformIn1とWformIn2を、オシロスコープへの出力する変数WformOutを設定します。 MATLABでは、Source１で選択したトレースのデータがWformIn1に、Source２で設定したトレースのデータがWformIn2にそれぞれ入力され、演算結果はWformOutを介して演算トレースに出力されます。

WformOutWformOut

WformIn1WformIn1

WformIn2WformIn2

Source1Source1

Source2Source2

C1

C2

F1

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MATLABをカスタム演算に

• MATLAB のプログラムをカスタム演算として選べます



• 演算トレースF1にMATLABを組み込んだところ

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• デフォールトでは、入力波形を反転して半分にします



• 演算結果としてF1は、入力波形C２の振幅が半分、極性が逆

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MATLABによるフィルタの設計

• MATLABのフィルタ・デザイン・ツールを使うとフィルタが簡単に設計できる。


MATLABによるフィルタの設計

• 設計したフィルタの係数は、Workspaceに保存する。

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フィルタをF1に組み込み

• 図に示すコードを記述するだけでフィルタが実現できる。ここでは、さっき保存したフィルタ係数を使うようになっている。


フィルタをF1に組み込み

• フィルタした波形がF1として表示されます。

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フィルタの設計変更

• フィルタの設計変更をMATLABで行います。


フィルタの設計変更

• MATLABでの設計変更は、瞬時にF1に反映されます。

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レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03

Simulinkを使った機械振動のシミュレーション


MATLAB を演算に設定

� Mathトレースの演算としてMATLABMathを選択

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MATLABからSimulinkを呼び出す

� Simulink のボタンを押してSimulinkを呼び出します。

このボタンを押す


Simulink

� Simulink Library Browser が表示されます

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モデルの作成

� FileメニューからNewのModelを選択して新規のモデルを作成します


モデルの作成

� モデルの作成画面が現れるのでここにモデルを構築します。

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機械系の振動を例にします。

m

k

c

x, f

物体の質量ｍ(kg)

ダンパの減衰係数c(Ns/m)

バネ定数k(N/m)

外力f(N)

変移量ｘ(m)


一次自由振動系のモデル

� M*d2x/dt+c*dx/dt+k*x=f　をモデル化

k

c

1/m

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シミュレーションの結果


モデルのサブモデル化

� 入出力の端子をつけてサブモデル化して、保存する。

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MATLABのコード

� 作ったサブモデルを利用してオシロの入力信号でシミュレーションを行う


MATLABのコードの解説

num=size(WformIn1); 入力信号のポイント数を取得

For i=1:num;Ind(i,1)=i;Ind(i,2)=WformIn1(i); 入力波形を時間データをつけて二次元配列に変換

end[t,x,y]=sim(‘VibSim’,num(:,1),simset,Ind);

　　　　　二次元配列にした入力信号データ

シミュレーションの設定(デフォルト)シミュレーションの時間(入力波形のデータ数)

注:numは二次元配列なので普通の数字にしているSimulinkでセーブしたモデル名

Wformout=y；シミュレーション結果を出力

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シミュレーションの結果

� 信号を取り込みながらシミュレーションを実行


インタラクティブな検証

� Simulinkでモデルのパラメータを変更しながら効果を確認

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ダンパの減衰係数C

� ダンパの減衰係数Cを変化させてみた波形


バネ定数K

� バネ定数Kを変化させてみた波形

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質量ｍ

� 質量ｍを変化させてみた波形


入力波形

� 入力信号波形を変化させてみた出力波形

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レクロイのオシロスコープを使って、サンプル・プログラムをお試しください。

� 必要な環境:� XDEVまたはXMAPオプションの搭載されたデジタル・オシロスコープ

� MATLAB (Vs. 6.5 以降、一部サンプル・プログラムではSignalDesign Toolboxが必要) をWaveMasterにインストール(30日間のトライアル・パッケージが同梱されます。)

� レクロイのWebsite　http://www.lecroy.com/matlabに掲載されたサンプル・プログラムと操作手順書


デモをぜひご覧下さい。

� レクロイ・ジャパンのブースで、デモの実演をしております。お立ち寄り下さい。� 各種技術資料を弊社Web　siteでご請求下さい。

� http://www.lecroy.com/japan

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� プロダクト・マーケティング

� 辻　嘉樹

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